Golang的IO庫那麼多，我該怎麼選?

在計算機和信息技術領域裏I/O這個術語表示輸入 / 輸出 ( 英語：Input / Output ) ，一般指數據在存儲器（內部和外部）或其餘周邊設備之間的輸入和輸出，是信息處理系統與外部之間的通訊。輸入是系統接收的信號或數據，輸出則是從其發送的信號或數據。

在Go語言中涉及I/O操做的內置庫有不少種，好比：io庫，os庫，ioutil庫，bufio庫，bytes庫，strings庫等等。 擁有這麼多內置庫是好事，可是具體到涉及I/O的場景咱們應該選擇哪一個庫呢？

io.Reader/Writer

Go語言裏使用io.Reader和io.Writer兩個 interface 來抽象I/O，他們的定義以下。

type Reader interface {
	Read(p []byte) (n int, err error)
}

type Writer interface {
	Write(p []byte) (n int, err error)
}
複製代碼

io.Reader 接口表明一個能夠從中讀取字節流的實體，而io.Writer則掉吧一個能夠向其寫入字節流的實體。

io.Reader/Writer 經常使用的幾種實現

• net.Conn: 標識網絡鏈接。
• os.Stdin, os.Stdout, os.Stderr: 標準輸入、輸出和錯誤。
• os.File: 網絡,標準輸入輸出,文件的流讀取。
• strings.Reader: 字符串抽象成 io.Reader 的實現。
• bytes.Reader: []byte抽象成 io.Reader 的實現。
• bytes.Buffer: []byte抽象成 io.Reader 和 io.Writer 的實現。
• bufio.Reader/Writer: 帶緩衝的流讀取和寫入（好比按行讀寫）。

除了這幾種實現外經常使用的還有ioutil工具庫包含了不少IO工具函數，編碼相關的內置庫encoding/base64、encoding/binary等也是經過 io.Reader 和 io.Writer 實現各自的編碼功能的。

這些經常使用實現和工具庫與io.Reader和io.Writer間的關係能夠用下圖表示。

每種I/O庫的使用場景

io庫

io庫屬於底層接口定義庫。它的做用主要是定義個I/O的基本接口和個基本常量，並解釋這些接口的功能。在實際編寫代碼作I/O操做時，這個庫通常只用來調用它的常量和接口定義，好比用io.EOF判斷是否已經讀取完，用io.Reader作變量的類型聲明。

// 字節流讀取完後，會返回io.EOF這個error
for {
	n, err := r.Read(buf)
	fmt.Println(n, err, buf[:n])
	if err == io.EOF {
		break
	}
}
複製代碼

os 庫

os庫主要是處理操做系統操做的，它做爲Go程序和操做系統交互的橋樑。建立文件、打開或者關閉文件、Socket等等這些操做和都是和操做系統掛鉤的，因此都經過os庫來執行。這個庫常常和ioutil，bufio等配合使用

ioutil庫

ioutil庫是一個有工具包，它提供了不少實用的 IO 工具函數，例如 ReadAll、ReadFile、WriteFile、ReadDir。惟一須要注意的是它們都是一次性讀取和一次性寫入，因此使用時，尤爲是把數據從文件裏一次性讀到內存中時須要注意文件的大小。

讀出文件中的全部內容

func readByFile() {
  data, err := ioutil.ReadFile( "./file/test.txt")
  if err != nil {
    log.Fatal("err:", err)
    return
  }
  fmt.Println("data", string(data)) 
}
複製代碼

將數據一次性寫入文件

func writeFile() {
  err := ioutil.WriteFile("./file/write_test.txt", []byte("hello world!"), 0644)
  if err != nil {
    panic(err)
    return
  }
}
複製代碼

bufio庫

bufio，能夠理解爲在io庫的基礎上額外封裝加了一個緩存層，它提供了不少按行進行讀寫的函數，從io庫的按字節讀寫變爲按行讀寫對寫代碼來講仍是方便了很多。

func readBigFile(filePath string) error {
  f, err := os.Open(filePath)
  defer f.Close()

  if err != nil {
    log.Fatal(err)
    return err
  }

  buf := bufio.NewReader(f)
  count := 0
  // 循環中打印前100行內容
  for {
    count += 1
    line, err := buf.ReadString('\n')
    line = strings.TrimSpace(line)
    if err != nil {
      return err
    }
    fmt.Println("line", line)

    if count > 100 {
      break
    }
  }
  return nil
}
複製代碼

• ReadLine和ReadString方法：buf.ReadLine()，buf.ReadString("\n")都是按行讀，只不過ReadLine讀出來的是[]byte，後者直接讀出了string，最終他們底層調用的都是ReadSlice方法。
• bufio VS ioutil 庫： bufio 和 ioutil 庫都提供了讀寫文件的能力。它們之間惟一的區別是 bufio 有一個額外的緩存層。這個優點主要體如今讀取大文件的時候。

bytes 和 strings 庫

bytes 和 strings 庫裏的 bytes.Reader 和string.Reader，它們都實現了io.Reader接口，也都提供了NewReader方法用來從[]byte或者string類型的變量直接構建出相應的Reader實現。

r := strings.NewReader("abcde")
// 或者是 bytes.NewReader([]byte("abcde"))
buf := make([]byte, 4)
for {
	n, err := r.Read(buf)
	fmt.Println(n, err, buf[:n])
	if err == io.EOF {
		break
	}
}
複製代碼

另外一個區別是bytes庫有Buffer的功能，而strings庫則沒有。

var buf bytes.Buffer
fmt.Fprintf(&buf, "Size: %d MB.", 85)
s := buf.String()) // s == "Size: 85 MB."
複製代碼

總結

關於io.Reader和io.Writer接口，能夠簡單理解爲讀源和寫源。也就是說，只要實現了Reader中的Read方法，這個東西就能夠做爲讀源，裏面能夠包含數據，被咱們讀取。Writer也是如此。

以上是我對Go語言裏作I/O操做時常常會用到的Go語言內置庫在使用場景和每一個庫要解決的問題上的一些總結，但願能幫你們理清思路，做爲參考，在開發任務中須要時正確選擇合適的庫完成I/O操做。若是文章中的敘述有錯誤，歡迎留言指正，也歡迎在留言中對文章內容進行探討和提出建議。

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